不同氮肥水平下油用牡丹的產(chǎn)量效應(yīng)分析
油用牡丹是芍藥科芍藥屬牡丹組植物中結(jié)實能力強、出油率高(≥22%)的種的統(tǒng)稱,是我國特有的木本油料作物,具有高產(chǎn)出、高含油率、高品質(zhì)、低成本的特點,是集經(jīng)濟效益、生態(tài)效益及社會效益于一體的經(jīng)濟作物,具有巨大的發(fā)展?jié)摿?/span>,推廣種植油用牡丹,對于緩解我國食用植物油不足、調(diào)整種植模式、改善生態(tài)環(huán)境、增加農(nóng)民收入和落實精準扶貧政策具有重要意義。
氮是植物必需的大量礦質(zhì)元素之一,被稱為“生命元素”。氮肥的施用可有效提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前,我國油用牡丹的栽培多參考藥用牡丹,為追求高產(chǎn),牡丹栽培過程中氮肥施用過量的現(xiàn)象十分普遍,常因肥料的施用水平、比例、方法不當(dāng)導(dǎo)致油用牡丹產(chǎn)量較低、投入產(chǎn)出比不協(xié)調(diào),因此,合理施用氮肥,是提高油用牡丹產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施。
目前對于油用牡丹的研究主要集中于產(chǎn)業(yè)發(fā)展、籽油提取、栽培技術(shù)、繁殖育苗和生理生態(tài)等方面,而關(guān)于氮肥水平對油用牡丹‘鳳丹’生長及產(chǎn)量影響的研究卻相對較少。因此,本研究分析了不同氮肥用量對油用牡丹‘鳳丹’生長及籽粒產(chǎn)量的影響,以期為‘鳳丹’科學(xué)施用氮肥,促進高產(chǎn)高效提供理論依據(jù)。
一、材料與方法
1.試驗設(shè)計。本試驗選擇6-8生、長勢健壯、一致、芽飽滿、無病蟲害的 ‘鳳丹’植株為材料。采用單因素完全隨機設(shè)計,共設(shè)置4個不同的供氮水平:N0:不施氮肥;N1:225 kg N·ha-1;N2:300 kg N·ha-1;N3:450 kg N·ha-1;每個處理分別施磷肥(P2O5)180 kg·ha-1和鉀肥(K2O)225 kg·ha-1,各設(shè)3個重復(fù)。根據(jù)鳳丹的需肥規(guī)律,采用單株半月形溝施法施肥。分兩次于3月上旬(促花肥)和5月中旬(花后肥)施入肥料,其中氮肥和磷肥按7:3分配,鉀肥按5:5分配。實驗所用氮肥為尿素,磷肥為過磷酸鈣、鉀肥為氯化鉀。
2.測定項目與方法
(1)形態(tài)指標(biāo)測定。于試驗開始處理時,每小區(qū)選擇生長健康、長勢一致、無病蟲害植株5株,掛牌標(biāo)記。于盛花期測定株高、冠幅、新枝條數(shù)、新枝長度、葉長、葉寬、成花數(shù)、花橫徑、花高度等形態(tài)指標(biāo)。
(2)光合特性參數(shù)。在‘鳳丹’盛花期、結(jié)實期、成熟期和果熟期,采用Li-6400光合測定儀,在晴天上午對不同供氮水平下‘鳳丹’葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(E)進行測定。每小區(qū)選取3株長勢相同的個體,對新梢頂芽下第3 片光照良好的成熟功能葉片進行測定,每株選取3片。
(3)籽粒產(chǎn)量。在‘鳳丹’果熟期,每小區(qū)取長勢均勻的10株個體,調(diào)查單株果莢數(shù)、果莢長和果莢直徑。采收每個小區(qū)所有植株的果莢,在室內(nèi)自然干燥后,當(dāng)果莢逐漸變成黑色、自動裂開時,搜集‘鳳丹’種子,測定千粒重和籽粒產(chǎn)量。
3.數(shù)據(jù)處理。采用Excel 2007 和DPS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。采用單因素(one-way ANOVA)和Duncan法進行方差分析和多重比較。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準差。
二、結(jié)果與分析
1.氮肥水平對‘鳳丹’形態(tài)指標(biāo)的影響。方差分析結(jié)果表明,株高、冠幅、葉長、葉寬、花朵生長及新枝生長等相關(guān)指標(biāo)在不同施氮量下的差異均不顯著(p > 0.05)。由表1可以看出,與N0(不施氮肥)處理相比,除株高、葉長、葉寬外,盛花期‘鳳丹’的冠幅、花朵生長及新枝生長的相關(guān)指標(biāo)均表現(xiàn)為施氮各處理要大于不施氮肥(N0)的處理,說明氮肥施用在改善‘鳳丹’生長形態(tài)方面具有一定作用。
表1 氮肥水平對盛花期‘鳳丹’形態(tài)指標(biāo)的影響
處理 | 株高 (cm) | 冠幅 (cm2) | 葉長 (cm) | 葉寬 (cm) | 成花數(shù) (個) | 花橫徑 (cm) | 花高 (cm) | 新枝條數(shù) (個) | 新枝長度 (cm) |
N0 | 116.1±6.8 a | 84.4±3.3 a | 15.2±0.8 a | 11.3±1.6 a | 13±3 a | 13.5±1.0 a | 6.7±0.2 a | 15±3 a | 35.2±2.8 a |
N1 | 116.5±3.1 a | 98.8±6.3 a | 15.6±0.9 a | 10.7±0.1 a | 11±2 a | 13.9±2.5 a | 6.8±0.2 a | 17±1 a | 39.5±0.2 a |
N2 | 113.7±5.5 a | 105.2±7.2 a | 16.4±3.2 a | 10.0±2.1 a | 14±3 a | 14.9±0.6 a | 7.0±0.4 a | 18±2 a | 37.5±1.0 a |
N3 | 111.9±8.9 a | 103.9±15.9 a | 14.2±1.7 a | 9.5±1.3 a | 10±1 a | 14.7±1.5 a | 7.1±0.5 a | 18±2 a | 37.5±0.5 a |
注:N0:不施氮肥;N1:225 kg N·ha-1;N2:300 kg N·ha-1;N3:450 kg N·ha-1。同列不同字母表示處理間差異顯著(p < 0.05)。下同。
2.氮肥水平對‘鳳丹’生育期光合特性的影響。方差分析結(jié)果表明(表2),盛花期,凈光合速率在不同氮肥水平下的差異極顯著(p < 0.01),具體表現(xiàn)為N2處理顯著高于其它處理;結(jié)實期,胞間CO2濃度在不同氮肥水平下的差異極顯著(p < 0.01),表現(xiàn)為N2處理顯著低于其它處理;成熟期和果熟期,氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率在不同氮肥水平下的差異均達到了顯著或極顯著水平(p < 0.05;p < 0.01),整體表現(xiàn)為施氮處理(N1、N2、N3)高于不施氮處理,但三個氮肥處理間差異不顯著。
表2 ‘鳳丹’生育期光合特性在不同氮肥水平下的方差分析(p)
光合指標(biāo) | 盛花期 | 結(jié)實期 | 成熟期 | 果熟期 |
凈光合速率 | 0.00 | 0.09 | 0.12 | 0.80 |
氣孔導(dǎo)度 | 0.26 | 0.08 | 0.04 | 0.00 |
胞間CO2濃度 | 0.38 | 0.00 | 0.32 | 0.23 |
蒸騰速率 | 0.82 | 0.48 | 0.01 | 0.04 |
不同氮肥水平下‘鳳丹’光合特性指標(biāo)在不同生育期的變化趨勢見圖1。
凈光合速率對植物葉片光合性能的強弱有重要參考作用,施氮量對植物葉片凈光合速率有重要影響。由圖1可知,隨著生育期的推進,各處理凈光合速率整體呈現(xiàn)先下降后上升的趨向。在同一生育期下,與對照組(N0)相比,三個施氮處理(N1、N2、N3)的凈光合速率均有不同程度的提高,且隨著施氮量的增加,在N2(300 kg N·ha-1)水平下出現(xiàn)最高值。
隨著生育期的推進,各處理氣孔導(dǎo)度均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。在成熟期,各處理氣孔導(dǎo)度均達到最高值。在同一生育期下,與對照組(N0)相比,三個施氮處理(N1、N2、N3)的氣孔導(dǎo)度均有不同程度的提高,且隨著施氮量的增加,在N2水平下出現(xiàn)最高值,表明在一定的施氮范圍內(nèi)可以促進葉片氣孔的開放,從而增強光合作用。
隨著生育期的推進,胞間CO2濃度在各處理下整體呈現(xiàn)先下降后升高的趨向。從盛花期到結(jié)實期,N2處理下降幅度明顯高于其它處理,隨后顯著上升,并在成熟期和果熟期顯著高于其它處理。
隨著生育期的推進,蒸騰速率在各處理下整體呈現(xiàn)先降低后略微升高的趨勢,且皆在成熟期出現(xiàn)最低值,此時N1和N2處理的蒸騰速率顯著高于N0、N3處理。
3.氮肥水平對‘鳳丹’籽粒產(chǎn)量的影響。方差分析結(jié)果表明(表3),單株籽粒質(zhì)量、千粒重在不同氮肥處理下的差異均達到了極顯著水平(p < 0.01)。與N0處理相比,3個施氮處理(N1、N2、N3)的果莢數(shù)、單株籽粒質(zhì)量和千粒重均有不同程度的提高,其中N1、N2、N3處理的單株籽粒質(zhì)量均顯著高于N0處理,N2、N3處理的千粒重顯著高于N0、N1處理。表明施氮可以明顯提高‘鳳丹’的籽粒產(chǎn)量。
表3 氮肥水平對‘鳳丹’籽粒產(chǎn)量的影響
處理 | 果莢數(shù) (個) | 單株籽粒質(zhì)量 (g) | 千粒重 (g) |
N0 | 12±2 a | 18.4±3.4 c | 186.5±10.3 b |
N1 | 14±3 a | 25.8±2.0 b | 198.8±4.4 b |
N2 | 15±3 a | 28±0.4 ab | 257.5±3.4 a |
N3 | 14±2 a | 31.3±1.3 a | 247.9±9.5 a |
三、小結(jié)與討論
氮素作為植物營養(yǎng)三要素之一,在作物生長以及產(chǎn)量構(gòu)成中的貢獻率很大。施用氮肥可以增加土壤肥力,提高作物產(chǎn)量,但當(dāng)?shù)视昧窟_到一定程度時,產(chǎn)量不再增加或者增加不明顯。這與本試驗中,施用氮肥明顯提高牡丹籽粒產(chǎn)量,而N2處理籽粒產(chǎn)量與 N3處理相比無顯著差異一致,因此,在本試驗的土壤肥力條件下,施氮量在300 kg N·ha-1至450 kg N·ha-1之間,可以滿足牡丹高產(chǎn)對氮素的需求,在此基礎(chǔ)上繼續(xù)增加氮肥投入有可能使牡丹產(chǎn)量降低,也會帶來一定的環(huán)境問題。
綠色植物的產(chǎn)量主要來自光合作用,氮素是合成葉綠素的不可或缺的成分,充足的施氮量可以使牡丹葉片的葉綠素含量增加,延長綠葉光合作用進行的時間,有利于光合速率增加和促進光合產(chǎn)物的生成。本試驗結(jié)果表明,施氮可以有效提高‘鳳丹’的光合作用,減緩葉片的衰老進而延長葉片的光和性能,使得葉片內(nèi)進行光合反應(yīng)的時間增長,進而有助于光合產(chǎn)物的積累,增加籽粒的產(chǎn)量。
在本試驗條件下,綜合分析氮肥用量對油用‘鳳丹’生長及籽粒產(chǎn)量的影響可知,合理的氮肥用量控制在300 kg N·ha-1至450 kg N·ha-1之間,可滿足‘鳳丹’對氮素的需求。
文章來源: 《中國食品》 http://m.00559.cn/w/qt/29400.html
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